для формулировки какого закона менделя послужил опыт по скрещиванию гомозиготных чистых линий гороха
Для формулировки какого закона менделя послужил опыт по скрещиванию гомозиготных чистых линий гороха
Законы Г. Менделя описывают закономерности наследования отдельных признаков на протяжении нескольких поколений.
Первый закон Г. Менделя – закон доминирования, или единообразия гибридов первого поколения.
При моногибридном скрещивании гомозиготных особей у гибридов первого поколения проявляются только доминантные признаки – оно фенотипически единообразно.
Г. Мендель использовал для скрещивания сорта гороха, различающиеся по одной паре альтернативных признаков – окраске семян (жёлтые и зелёные, гомозиготные).
Второй закон Г. Менделя – закон расщепления.
При моногибридном скрещивании во втором поколении гибридов наблюдается расщепление признаков в соотношении 3 : 1 по фенотипу и 1 : 2 : 1 – по генотипу
Г. Мендель взял в качестве родительских форм гибриды из первого поколения (жёлтые гетерозиготные).
Третий закон Г. Менделя – закон независимого наследования признаков.
При дигибридном скрещивании у гибридов расщепление по каждой паре признаков происходит независимо от других пар по фенотипу в соотношении 9 : 3 : 3 : 1.
Г. Мендель скрещивал сорта гороха, которые между собой отличались по двум парам альтернативных признаков – окраске и форме семян).
Расщепление по фенотипу – 9 жёлтые гладкие : 3 жёлтые морщинистые :
3 зелёные гладкие : 1 зелёные морщинистые.
Оба признака наследуются в соотношении (3 : 1) 2 = 9 : 3 : 3 : 1.
Гипотеза чистоты гамет
Г. Мендель предложил гипотезу чистоты гамет(в то время ещё не был открыт механизм митоза, мейоза, образования гамет). Гаметы несут материальные наследственные факторы – гены, которые определяют развитие того или иного признака.
Пары альтернативных признаков не смешиваются при образовании гамет.
Полигибридное скрещивание (формулы)
(3 : 1) 2 – расщепление по фенотипу;
(1 : 2 : 1) 2 – расщепление по генотипу;
2 n – количество фенотипических классов;
3 n – количество генотипических классов;
4 n – число возможных комбинаций, сочетаний гамет;
Где n – число аллелей, пар признаков.
Законы Менделя (правила)
 |
Законы Менделя (правила) — сформулированные Грегорем Менделем закономерности распределения в потомстве наследственных факторов, названных позднее генами. Мендель открыл закономерности распределения наследственных признаков, проводя опыты с садовым горохом. Основываясь на результатах этих опытов, Мендель первым предположил существование гена.
Законы Менделя получили полное подтверждение и объяснение на основе хромосомной теории наследственности.
Грегор Иоганн Мендель (нем. Gregor Johann Mendel) (22 июля (или 20 июля) 1822, Xейнцендорф, Австро-Венгрия, ныне Гинчице — 6 января 1884, Брюнне, ныне Брно, Чешская Республика) — австрийский естествоиспытатель, ученый-ботаник и религиозный деятель, монах-августинец, аббат. Основоположник учения о наследственности (менделизм). Применив статистические методы для анализа результатов по гибридизации сортов гороха (1856-1863), ученый сформулировал закономерности наследственности, что стало первым шагом на пути к современной генетике.
Одним из первых пытался применить законы Менделя к человеку американский генетик Чарлз Девенпорт (Charles Davenport) ( 1 июня 1866, Стамфорд, Фэрфилд, Коннектикут, США — 18 февраля 1944, Cold Spring Harbor, Саффолк, Нью-Йорк, США [en] ), труды которого посвящены изучению генетической структуры популяций методами биометрии. Автор оригинальных работ по скрещиванию кур.
Первый закон Менделя
Закон единообразия гибридов первого поколения — при скрещивании двух гомозиготных организмов, относящихся к разным чистым линиям и отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных проявлений признака, всё первое поколение гибридов (F1) окажется единообразным и будет нести проявление признака одного из родителей.
Этот закон также известен как «закон доминирования признаков». Его формулировка основывается на понятии чистой линии относительно исследуемого признака — на современном языке это означает гомозиготность особей по этому признаку. Понятие гомозиготности было введено позднее (в 1902 году) английским биологом Уильямом Бэтсоном, основателем генетики, автором термина «генетика» (1907).
При скрещивании чистых линий гороха с пурпурными цветками и гороха с белыми цветками Мендель заметил, что взошедшие потомки растений были все с пурпурными цветками, среди них не было ни одного белого. Мендель не раз повторял опыт, использовал другие признаки. Если он скрещивал горох с жёлтыми и зелёными семенами, у всех потомков семена были жёлтыми. Если он скрещивал горох с гладкими и морщинистыми семенами, у потомства были гладкие семена. Потомство от высоких и низких растений было высоким.
Итак, гибриды первого поколения всегда единообразны по данному признаку и приобретают признак одного из родителей. Этот признак — более сильный, доминантный (термин введён Менделем от латинского слова dominus), всегда подавлял другой, рецессивный.
Второй закон Менделя
Закон расщепления — при скрещивании двух гетерозиготных потомков первого поколения между собой, во втором поколении наблюдается расщепление в определённом числовом отношении: по фенотипу 3:1, по генотипу 1:2:1.
Скрещивание организмов двух чистых линий, различающихся по проявлениям одного изучаемого признака, за которые отвечают аллели одного гена, называется моногибридное скрещивание.
Явление, при котором скрещивание гетерозиготных особей приводит к образованию потомства, часть которого несёт доминантный признак, а часть — рецессивный, называется расщеплением. Следовательно, расщепление — это распределение доминантных и рецессивных признаков среди потомства в определённом числовом соотношении. Рецессивный признак у гибридов первого поколения не исчезает, а только подавляется и проявляется во втором гибридном поколении.
Третий закон Менделя
Закон независимого наследования — при скрещивании двух особей, отличающихся друг от друга по двум (и более) парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях (как и при моногибридном скрещивании).
Когда скрещивались гомозиготные растения, отличающиеся по нескольким признакам, таким как белые и пурпурные цветы и желтые или зелёные горошины, наследование каждого из признаков следовало первым двум законам, и в потомстве они комбинировались таким образом, как будто их наследование происходило независимо друг от друга. Первое поколение после скрещивания обладало доминантным фенотипом по всем признакам. Во втором поколении наблюдалось расщепление фенотипов по формуле 9:3:3:1, то есть 9:16 были с пурпурными цветами и жёлтыми горошинами, 3:16 с белыми цветами и желтыми горошинами, 3:16 с пурпурными цветами и зелёными горошинами, 1:16 с белыми цветами и зелёными горошинами.
Основные положения теории наследственности Менделя
В современной интерпретации эти положения следующие:
За наследственные признаки отвечают дискретные (отдельные, не смешивающиеся) наследственные факторы — гены (термин «ген» был предложен в 1909 году датским биологом Вильгельмом Людвигом Иогансеном).
Каждый диплоидный организм содержит пару аллелей данного гена, отвечающих за данный признак; один из них получен от отца, другой — от матери.
Наследственные факторы передаются потомкам через половые клетки. При формировании гамет в каждую из них попадает только по одному аллелю из каждой пары (гаметы «чисты» в том смысле, что не содержат второго аллеля).
Из Большой Советской Энциклопедии:
Менделя законы (или правила; далее по тексту — «М. з.») — это закономерности, обнаружившие дискретную, корпускулярную природу наследственности. Сам Мендель формулировал лишь «закон комбинации различающихся признаков», который объяснял обнаруженные им явления расхождения и независимого комбинирования наследственных факторов (названных позднее генами) в потомстве.
В ранний период развития менделизма обычно принимали три М. з. — доминирования, расщепления и независимого комбинирования, считая равнозначным, относить ли действие М. з. к признакам организма или к наследственным факторам, локализованным в половых клетках. Поэтому первым М. з. считали закон доминирования, по которому в первом поколении от скрещивания особей, различающихся по аналогичным — аллельным признакам (аллели), проявляется лишь один из них — доминантный, второй же, ему альтернативный, — остаётся скрытым, рецессивным. Однако вскоре были обнаружены «нарушения» этого М. з. — промежуточное проявление обоих признаков в 1-м поколении. Вследствие этого первый М. з. стали называть законом единообразия первого поколения гибридов.
Второй Менделя закон, обычно называемый законом расщепления, осуществляется при скрещивании между собой гибридов первого поколения или при их самоопылении. В этом случае пары аллельных генов расходятся, в результате чего в потомстве появляются в определённых численных отношениях доминантные и рецессивные признаки, скрытые в предыдущем поколении.
Наконец, третьим М. з. считался закон независимого комбинирования признаков. Он осуществляется при скрещивании, в котором сочетаются более одной пары аллельных генов. В результате в потомстве наблюдается свободное комбинирование всех участвующих в скрещивании пар аллелей и возникают все возможные их комбинации в определённых численных отношениях. Этот закон — прямое следствие явлений расщепления. Поэтому правильнее называть его законом независимого расщепления различных пар аллелей.
Мендель доказал и подсчитал все возможные типы расщепления и комбинирования различных пар генов между собой, дав общую формулу соотношения наблюдающихся в скрещивании типов. Однако эти формулы действительны для сочетания генов, участвующих в скрещивании. Что же касается проявляющихся в развитии конкретных признаков, то дальнейшие исследования обнаружили ряд осложнений, связанных с закономерностями взаимодействия различных генов между собой в процессах развития определяемых ими признаков (см. плейотропия, полимерия, эпистаз). Поэтому не следует рассматривать эти взаимодействия в качестве нарушающих закон независимого расщепления или комбинирования. Частичное нарушение этого закона наблюдается лишь в обнаруженных позже явлениях сцепления генов. Таким образом, необходимо строго различать закономерности, связанные с передачей и распределением в потомстве наследственных факторов, и закономерности, связанные с реализацией этих факторов в развитии организма.
К первым, являющимся генотипическими закономерностями, относятся Менделя закон расщепления и независимого комбинирования, ко вторым, фенотипическим закономерностям — доминирование, промежуточное проявление и многие другие формы взаимодействия аллельных и неаллельных генов.
М. з. получили полное подтверждение и объяснение на основе хромосомной теории наследственности. (советский генетик и историк биологии Абба Евсеевич Гайсинович)
| Понравилась статья? Лайкайте, комментируйте, делитесь с друзьями! Получите +1 к Карме 🙂 |
Найти ещё что-нибудь интересное:
Спам, оскорбления, сквернословие, SEO-ссылки, реклама, неуважительное обращение, и т.п. запрещены. Нарушители банятся.
Законы Менделя: первый, второй и третий закон Менделя
Законы Менделя основаны на экспериментальных результатах гибридизации растений. Первый ботаник-гибридизатор был в 17 веке, Карл фон Линне, которому мы обязаны систематикой видов растений. Многочисленные ботаники в конце 18 — первой половине 19 века провели гибридизацию с двумя целями: либо показать, что только вид стабилен, гибриды нестабильны не могут долго сохраняться, либо с целью улучшения культурных растений. Первые были учеными-креационистами и фиксистами, вторые — агрономы. Они считали, что они сделали гибриды между разными сортами одного вида, а не межвидовые гибриды. Во всяком случае, мы задолго до работ Менделя знали принцип единообразия гибридов первого поколения, который часто ошибочно считают первым из законов Менделя.
Эксперименты Менделя
Не возвращаясь к расхождениям в интерпретации экспериментов Менделя между их автором и современными генетиками, можно вкратце напомнить, что путем скрещивания
гладкого горошка и морщинистого горошка Мендель получил гладкий гибридный горошек (который в точности соответствовал принципу однородности гибридов первого поколения), а также путем скрещивания между семенами этого горошка он получил 3/4 гладкого гороха и 1/4 морщинистого горошка (рисунок 1).
Отсюда следует первый закон Менделя.
Затем Мендель скрестил горох, различающийся двумя признаками: желтый гладкий горошек и зеленый морщинистый горошек. Гибриды первого поколения, очевидно, были
одинаковые (гладкие и желтые), эти скрещенные между ними дали рождение, рядом с от родительских типов к новым видам: зеленый горошек гладкий и горох желтый морщинистый (рисунок 2) в определенных пропорциях.
Рис.2. Скрещивание гладкого желтого и зеленого морщинистого горошка
На основании этих результатов Мендель сформулировал свой второй закон.
«Если скрестить индивидов, которые отличаются уже не одним, а несколькими признаками, эти признаки наследуются независимо друг от друга и связаны в потомках только по законам случая. »
Неуниверсальный закон, работает только для персонажей, имеющих пары разных хромосом.
Пример: Горох. Наблюдение за цветом (желтый / зеленый) и формой (гладкий / морщинистый).
Родители гетерозиготны по каждому из этих признаков. На шахматной доске Паннета из 16 квадратов получится: 9/16 желтого / круглого, 3/16 зеленого / круглого, 3/16 желтого / гладкого и 1/16 зеленого / гладкого (дигибридизм).
Каждый персонаж независим от других.
Эти законы, из которых проистекают понятия доминирования и рецессивности, всегда включены повестку дня генетиков, поскольку они все еще используются в медицинской генетике для расчета риска развития наследственного заболевания.
Оценка двух первых законов Менделя и открытие хромосом
Принято говорить, что законы Менделя канули в Лету на сорок лет. На самом деле их не игнорировали, но и игнорировали. Окончательно эти законы были допущены в науку биологию только тогда, когда они были подтверждены изложением теории хромосомной наследственности, которая распознала хромосому как опору наследственных характеристик.
Именно с этого момента законы Менделя послужили основой для изучения генетики в целом и генетики человека в частности.
В начале 20 века генетика как в царстве растений, так и в царстве животных быстро извлекла пользу из результатов многочисленных экспериментов. Однако тут не было
случаев для генетики человека, где эксперименты невозможны, что мы можем легко понять, особенно когда мы знаем, что Мендель скрестил людей первого поколения, то есть братьев и сестер, что противоречит хорошим манерам и что сегодня можно было бы назвать «неуместными отношениями».
В то время единственным способом понять генетику человека было узнать, передались ли морфологические или патологические признаки согласно законам Менделя. Фактически, можно анализировать через деревья генеалогии, как ведут себя персонажи и являются ли они родственниками или нет, то есть подчиняются ли законам Менделя. Это такой подход
что позволил выделить среди патологий те, которые можно отнести к наследственным заболеваниям, различая доминантные и рецессивные заболевания, аутосомные или связанные с полом.
Таким образом, в течение первой половины этого столетия развивалась наука «генетическая патология», но без изоляции, то есть развитие ее было внутри раздела «медицинской генетики» — лечебная патология. Гемофилия была исследована превыше всего, а также другие болезни крови, миопатия, болезнь мышечной системы и т. д.
Наряду с этими наследственными заболеваниями, разбросанными по разным разделам медицинской патологии, иногда генетики ошибались, считая, диабет тоже наследственное заболевание, но было ясно, что оно не имеет ничего общего с генетическим заболеванием!
Такой жесткий и ограниченный подход задержал появление медицинской генетики на протяжении более половины 20 века.
Законы Менделя
Между 1856-1863 годами Мендель проводил эксперименты по гибридизации огородного гороха. В течение этого периода он выбрал некоторые отличительные черты гороха и провел перекрестное / искусственное опыление на линиях гороха, которые показали стабильную наследственность и подверглись непрерывному самоопылению. Такие линии гороха называются чистопородными линиями гороха.
Для своих опытов он выбрал горох:
Мендель провел 2 основных эксперимента по определению законов наследования. Эти эксперименты были:
Экспериментируя, Мендель обнаружил, что определенные факторы всегда стабильно передавались потомству. Эти факторы теперь называются генами, то есть гены можно назвать единицами наследования.
Эксперименты Менделя
Мендель экспериментировал с растением гороха и рассмотрел 7 основных контрастирующих признаков у растений. Затем он провел оба эксперимента, чтобы определить вышеупомянутые законы наследования. Краткое объяснение этих двух экспериментов дается ниже.
Моногибридное скрещивание
В этом эксперименте Мендель взял два растения гороха противоположных признаков (одно короткое и одно высокое) и скрестил их. Он обнаружил, что потомство первого поколения было высоким, и назвал его потомством F1. Затем он скрестил потомство F1 и получил как высокие, так и короткие растения в соотношении 3: 1.
Мендель даже провел этот эксперимент с другими контрастирующими признаками, такими как зеленый горошек против желтого горошка, круглый или морщинистый и т. д. Во всех случаях он обнаружил, что результаты были одинаковыми. Исходя из этого, он сформулировал законы сегрегации и доминирования.
Дигибридное скрещивание
В эксперименте с дигибридным скрещиванием Мендель рассмотрел два признака, каждый из которых имеет два аллеля. Он скрестил морщинистые зеленые семена и округло-желтые семена и заметил, что все потомство первого поколения (потомство F1) было округло-желтым. Это означало, что доминирующими чертами были круглая форма и желтый цвет.
Затем он самоопылял потомство F1 и получил 4 разных признака: морщинисто-желтые, округло-желтые, морщинисто-зеленые семена и округло-зеленые семена в соотношении 9: 3: 3: 1.
После проведения по другим признакам результаты оказались аналогичными. На основе этого эксперимента Мендель сформулировал свой второй закон наследования, то есть закон независимого наследования.
Выводы из экспериментов Менделя
Законы Менделя
Два эксперимента приводят к формулировке законов Менделя, известных как законы наследования, а именно:
Закон господства
Его также называют первым наследственным законом Менделя. По закону доминирования гибридные потомки наследуют только доминантный признак фенотипа. Подавленные аллели называются рецессивными, в то время как аллели, определяющие признак, называются доминантными.
Закон расщепления
Закон расщепления гласит, что во время производства гамет две копии каждого наследственного фактора разделяются, так что потомство получает по одному фактору от каждого родителя. Другими словами, пары аллелей (альтернативная форма гена) разделяются во время формирования гамет и повторно объединяются случайным образом во время оплодотворения. Этот закон также известен как третий закон Менделя о наследовании.
Закон независимого признака
Также известный как второй закон наследования Менделя, закон независимого распределения утверждает, что пара признаков отделяется независимо от другой пары во время формирования гамет. Поскольку индивидуальные факторы наследственности сортируются независимо друг от друга, разные черты имеют равные возможности встречаться вместе.
Ключевые положения законов Менделя
Что является общепринятым законом о наследстве?
Закон о расщеплении признаков — это общепринятый закон о наследовании. Это единственный закон без исключений. Он утверждает, что каждый признак состоит из двух аллелей, которые разделяются во время образования гамет, и по одному аллелю от каждого родителя объединяется во время оплодотворения.
Закон расщепления известен как закон чистоты гамет, потому что гамета несет только рецессивный или доминантный аллель, но не оба аллеля.
Теперь вы знаете законы Менделя. Главное, научиться их не путать. Удачи на экзаменах.
Законы Менделя
С него часто начинаются генетические задачи (в качестве первого скрещивания). Этот закон гласит о том, что при скрещивании гомозиготных особей, отличающихся одной или несколькими парами альтернативных признаков, все гибриды первого поколения будут единообразны по данным признакам.
Анализирующее скрещивание
Анализируя полученное потомство, можно сделать вывод о генотипе гибридной особи.
Неполное доминирование
«При скрещивании гетерозиготных гибридов (Aa) первого поколения F1 во втором поколении F2 наблюдается расщепление по данному признаку: по генотипу 1 : 2 : 1, по фенотипу 3 : 1″
В нем речь идет о дигибридном скрещивании, то есть мы исследуем не один, а два признака у особей (к примеру, цвет семян и форма семян). Каждый ген имеет два аллеля, поэтому пусть вас не удивляют генотипы AaBb 🙂 Важно заметить, что речь в данном законе идет о генах, которые расположены в разных хромосомах.
Запомните III закон Менделя так: «При скрещивании особей, отличающихся друг от друга по двум (и более) парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга, комбинируясь друг с другом во всех возможных сочетаниях.
Очевидно, что расщепление по фенотипу среди гибридов второго поколения составляет: 9:3:3:1.
Пример решения генетической задачи №1
Доминантный ген отвечает за развитие у человека нормальных глазных яблок. Рецессивный ген приводит к почти полному отсутствию глазных яблок (анофтальмия). Гетерозиготы имеют глазное яблоко малых размеров (микрофтальмия). Какое строение глазных яблок будет характерно для потомства, если оба родителя страдают микрофтальмией?
Пример решения генетической задачи №2
Полидактилия и отсутствие малых коренных зубов передаются как аутосомно-доминантные признаки. Гены, отвечающие за развитие этих признаков, расположены в разных парах гомологичных хромосом. Какова вероятность рождения детей без аномалий в семье, где оба родителя страдают обеими болезнями и гетерозиготны по этим парам генов.
В данном случае мы построим решетку Пеннета, которая сделает генотипы потомства более наглядными. Вы видите, что на потомстве буквально нет ни одного живого места: почти все 16 возможных потомков больны либо одним, либо другим заболеванием, кроме одного, aabb. Вероятность рождения такого ребенка очень небольшая 1/16 = 6.25%.
Пример решения генетической задачи №3
У голубоглазой близорукой женщины от брака с кареглазым мужчиной с нормальным зрением родилась кареглазая близорукая девочка и голубоглазый мальчик с нормальным зрением. Ген близорукости (A) доминантен по отношению к гену нормального зрения (a), а ген кареглазости (D) доминирует над геном голубоглазости (d). Какова вероятность рождения в этой семье нормального кареглазого ребенка?
Первый этап решения задачи очень важен. Мы учли описания генотипов родителей и, тем не менее, белые пятна остались. Мы не знаем гетерозиготна (Aa) или гомозиготная (aa) женщина по гену близорукости. Такая же ситуация и с мужчиной, мы не можем точно сказать, гомозиготен (DD) он или гетерозиготен (Dd) по гену кареглазости.
Аутосомно-доминантный тип наследования
Я не забыл о том, что по ходу изучения генетики вас надо научить видеть различные варианты наследования на генеалогическом древе (родословной) =) Из предыдущей статьи мы узнали о том, как выглядит и чем характеризуется аутосомно-рецессивный тип наследования, сейчас поговорим об аутосомно-доминантном, с которым мы столкнулись в задачах выше.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.